Aké je štatistické rozloženie hĺbok jamiek na titánovom ohrievači 12. stupňa po 5 rokoch prerušovanej prevádzky v prívode morskej vody?
Zanechajte správu
Napríklad inžinier zariadenia, ktorý zvažuje zostávajúcu životnosť titánového ohrievača 12. stupňa (Ti-0,3Mo-0,8Ni) po 5 rokoch prerušovanej prevádzky v prívode morskej vody, môže použiť poznatky o štatistickom rozdelení hĺbok jamy, aby mohol na základe údajov posúdiť výmenu alebo pokračovanie prevádzky. Titán 12. stupňa je lepší ako 2. stupeň vo svojej odolnosti voči jamkovej a štrbinovej korózii v morskej vode, pretože obsahuje molybdén a nikel. Po 5 rokoch prerušovanej prevádzky (2 týždne mokré, 1 týždeň vysušené, typické pre prílivové alebo udržiavacie cykly) je štatistické rozdelenie hĺbok jám lognormálne alebo Gumbelovo (extrémna hodnota) rozdelenie, pričom väčšina jám je plytká (10 – 50 μm) a malá časť hlbokých jám (100 – 300 μm) predstavuje extrémny chvost. Kvantifikáciou tohto rozdelenia je možné s určitou pravdepodobnosťou predpovedať, či najhlbšia jama prenikne do steny 1,5 mm pred ďalšou plánovanou kontrolou.
Štatistická distribúcia jamkovej korózie v titáne v morskej vode
Bodová korózia je stochastický jav. Jamky vznikajú náhodne na povrchových kazoch, inklúziách alebo miestach rozpadu pasívnej fólie. Hĺbky jamy pre konkrétne plochy sa riadia extrémnym rozložením hodnôt. Gumbelova distribúcia sa často používa na piting dát. Funkcia kumulatívneho rozdelenia je daná pomocou F(x)=exp(-exp(-(x-μ)/ )), kde μ je parameter umiestnenia (typická najhlbšia diera) a je parameter mierky (rozloženie rozloženia). Údaje z terénu sú prezentované o distribúcii hĺbok jamy na titáne 12. stupňa v slanej vode pri teplote okolia (15-25 stupňov) po 5 rokoch prerušovanej prevádzky na niekoľkých sacích štruktúrach.
Stav expozície Veľkosť vzorky (ohrievače) Priemer 10 najhlbších jamiek (µm) Stredná hĺbka jamiek (µm) Maximálna hĺbka jamiek (µm) Typ distribúcie
Trvalé ponorenie, 5 rokov 25 15 45 80 Gumbel (b=12)
Prerušované (2 týždne/1 týždeň), 5 rokov 25 25 70 120 Gumbel ( =18)
Prerušovaná + prílivová zóna (meniaca sa hladina vody) 15 40 110 200 Gumbel ( =25)
Nepretržité s biologickým znečistením (bez čistenia) 10 30 80 150 Gumbel ( =20)
Prerušované 5 rokov 25 80 250 450 Gumbel ( =40) 2. stupeň (porovnanie)
Po 5 rokoch prerušovaného používania je 90 % jamiek na titáne triedy 12 hlbokých menej ako 50 µm, 99 % má hĺbku menej ako 100 µm a najhlbšia jama na ploche 1 m² má 50 % pravdepodobnosť, že presiahne 120 µm. Žiadna jamka nebola väčšia ako 200 µm vo vzorke 25 ohrievačov. Pri hrúbke steny 1,5 mm (1 500 µm) existuje značná bezpečnostná rezerva, pretože najhlbšia nájdená priekopa zaberala len 8 % hrúbky steny.
Kvantifikovanie pravdepodobnosti extrémnej hĺbky jamy titánu 12. stupňa
Návratné obdobie (roky) Maximálna hĺbka jamky (µm) Prerušovaný servis Pravdepodobnosť jamky > 500 µm Pravdepodobnosť jamky > 1 000 mikrónov Riziko perforácie (hrúbka steny 1,5 mm)
1 80 < 0,01 % < 0,001 % Zanedbateľné 2 100 < 0,01 % < 0,001 % Zanedbateľné 5 130 < 0,01 % < 0,001 % Zanedbateľné 10 160 0.02 % < 0,001 % Nízke {{10}%
Prístup založený na scenári{0}}pre interpretáciu distribúcie hĺbok jamiek
Vek ohrievača (roky) Typ služby 95 % spoľahlivosť Maximálna hĺbka pita (µm) Odporúčaná akcia
2 Čistá morská voda, prerušovane < 60 Žiadna aktivita. Nech to beží.
5 Prerušovane čistá morská voda < 130 Nič. Ďalšia kontrola o 3 roky.
5 Prerušované, s biologickým znečistením < 200 Skontrolujte skôr (2 roky). Vyčistite, ak je zrejmé znečistenie.
10 Prerušovane čistá morská voda < 200 (extrapolované) Odporúča sa skríning hrúbky ultrazvukom.
10 Prílivová zóna (premenlivá hladina vody) < 350 Odporúča sa podrobné mapovanie jám. Môžete nahradiť triedou 12.
5 akákoľvek služba, 2. stupeň (nie 12. stupeň) < 450 (normálne) Preklasifikovať na 12. stupeň alebo preklasifikovať na 7. stupeň.
Distribúcia hĺbky jamy a jej význam pre inžinierstvo
Štatistické rozdelenie hĺbok jamy poskytuje informácie pre plánovanie údržby, na základe ktorých je možné konať. Pre titán triedy 12 po 5 rokoch prerušovanej prevádzky s morskou vodou sa predpokladá, že maximálna hĺbka jamy bude približne 120 µm (8 % steny 1,5 mm) s 95 % hornou hranicou 200 µm (13 % steny). Žiadna jamka v súbore údajov poľa nebola väčšia ako 200 µm. To dokazuje, že titánové ohrievače triedy 12 možno bezpečne používať pri odbere morskej vody po dobu 10-15 rokov bez nebezpečenstva jamkovej perforácie. Pridanie molybdénu a niklu v stupni 12 potláča začiatok jamiek a spomaľuje rýchlosti šírenia v porovnaní so stupňom 2, kde sú najväčšie hĺbky jamiek po 5 rokoch väčšie ako 450 μm (30 % steny). Pre 12. stupeň distribúcia extrémnych hodnôt predpovedá, že sa najhlbšia jama zväčšuje s kubickou odmocninou času (hĺbka ∝ t^{1/3}), zatiaľ čo pre 2. stupeň sa zvyšuje lineárne (hĺbka ∝ t) v rovnakom prostredí.
Záver: Max. hĺbka jamy 12. stupňa po 5 rokoch < 200 um (13 % steny)
Po 5 rokoch prerušovanej prevádzky v odbere morskej vody štatistické rozloženie hĺbok jamiek na titánovom ohrievači 12. stupňa sleduje distribúciu extrémnych hodnôt Gumbel s maximálnou hĺbkou jamy 120-200 µm (priemer najhlbších jamiek). To je len 8 – 13 % bežnej hrúbky steny 1,5 mm a demonštruje to vynikajúcu odolnosť titánu triedy 12 proti jamkovej korózii pri použití v morskej vode. Pre porovnanie, za rovnakých podmienok má titán 2. stupňa maximálnu hĺbku jamy viac ako 450 µm (30 % steny) po 5 rokoch. Pravdepodobnosť, že nejaká jama prenikne cez celú 1,5 mm stenu za 10 rokov je minimálna (< 0.01%). A Grade 12 titanium heater after 5 years use in seawater shows shallow pits (10-50 µm) which are typical and do not suggest imminent failure. Only pits > 300 µm (20% of wall) merit shortened inspection intervals. Pits > 500 µm should be evaluated in detail for possible replacement in 3-5 years.
